Agar và ứng dụng của agar trong sản xuất kẹo jelly
03/12/2023
5 Giải pháp Aglupectin cho sữa chua uống
16/12/2023
Monoglyceride là một trong các loại phụ gia được sử dụng nhiều trong ngành công nghệ thực phẩm. Chúng được xem như là một chất nhũ hóa quan trọng trong việc nhũ hóa chất béo, hoạt động bề mặt bằng cách làm giảm sức căng bề mặt. Đã có rất nhiều báo cáo về việc sử dụng monoglyceride trong các loại thực phẩm nhưng hiện nay rất ít các bài báo nói về tầm quan trọng của monoglyceride trong cà phê sữa. Dưới đây là một trong những thông tin nói về monoglyceride và khả năng ứng dụng của chúng trong cà phê sữa nói riêng và thực phẩm nói chung.
1. Giới thiệu về monoglyceride
- Lịch sử hình thành
Monoglyceride được tổng hợp đầu tiên vào năm 1853 bởi người Pháp. Tuy nhiên, vào năm 1930, monoglyceride được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bơ thực vật trên quy mô lớn, có thể nói đây là bước đột phá của monoglyceride trong ngàng công nghiệp. Năm 1936, monoglyceride được công nhận trong ứng dụng làm kem (Krog, 2004).
Tên quốc tế: Mono and Diglyceride of Fatty acid
Chỉ số quốc tế: E471
- Cấu tạo
Monoglyceride thường được sản xuất bằng cách este hóa chất béo trung tín với glycerol. Phản ứng thường được thực hiện ở nhiệt độ rất cao (200 – 250oC) với xúc tác chất kiềm thường là natri hydroxit. Triglyceride phản ứng với glycerol ở nhiệt độ cao (200 – 250 oC) dưới xúc tác kiềm, thu được hỗn hợp mono, di – và triglyceride và một phần nhỏ glycerol không phản ứng. Hàm lượng có thể thay đổi từ 10% đến 60% monoglyceride tùy thuộc vào tỷ lệ glycerol/ chất béo.
Hình. Quá trình este hóa glycerol bằng axit béo
Hình. Quá trình este hóa triglyceride và glycerol
Monoglyceride thương mại thường chứa 45 – 55% monoglyceride, 38 – 45% diglyceride, 8 – 12% chất béo trung tín và 1 – 7% glycerol tự do (Flack, 1976). Hàm lượng monoglyceride trong monoglyceride chưng cất thương mại thường 90 – 95% (Lauridsen, 1976).
- Tính chất
Tính chất vật lý: Monoglyceride có tính đa hình giống như chất béo trung tín và có thể tồn tại ở các dạng tinh thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ. Monoglyceride có dạng chất lỏng màu vàng nhạt đến màu nâu hoặc chất rắn dạng sáp màu trắng, trắng ngà. Chất rắn có thể ở dạng bột mảnh, bột hoặc dạng hạt nhỏ.
Các tính chất vật lý của monoglyceride phụ thuộc vào nồng độ monoglyceride và bản chất của axit béo được sử dụng để điều chế monoglyceride.
Hình. Bột monoglyceride (Trích http://www.food-emulsifier.com)
Tính chất hóa lý:
– Độ tan: Monoglyceride không hòa tan trong nước, nhưng có thể tạo hệ phân tán ngậm nước ổn định. Monoglyceride chưng cất có khả năng phân tán trong nước tốt nhờ khả năng tạo thành các pha trung tính tinh thể lỏng (Krog, 2004).
– Chỉ số HBL: Chỉ số HBL – cân bằng ưa nước/ lipophilic được sử dụng rộng rãi (Griffin, 1949). Chất nhũ hóa thường được đánh giá thích hợp về mặt hóa lý của chúng. Monoglyceride có đặc tính ưa mỡ và do đó chúng có chỉ số HLB thấp từ 3 – 6. Chúng hòa tan trong dầu và trong nhũ tương nước trong dầu để tạo thành các mixen đảo ngược trong dầu.
– Khả năng bị oxy hóa: Monoglyceride có chứa các axit béo không bão hòa, dễ bị oxy hóa. Các gốc axit béo không ổn định phản ứng với oxy không khí để tạo thành gốc peroxit, sau đó phản ứng với axit béo để tạo ra các gốc hydroperoxit, và thực hiện quá trình tự oxy hóa hình thành các hợp chất andehit, xeton, rượu, axit.
- Ứng dụng của monoglyceride
Mono và diglyceride và các dẫn xuất của chúng chiếm khoảng 70% sản lượng chất nhũ hóa thực phẩm trên thế giới và do đó chúng được coi là chất nhũ hóa quang trọng nhất. Chúng được sử dụng trong một số loại thực phẩm như bánh mì, bánh xốp, bánh ngọt, bơ thực vật, kem, kẹo cao su,…Khoảng 60% tổng lượng monoglyceride được sử dụng trong các tiệm bánh mì – 40% trong bánh mì và 20% trong bánh bông lan và bánh ngọt (Krog, 2004).
Bánh mì: tăng độ ổn định lên men của bột nhào. Chính vì điều này, khối bột nhào lên men hoàn toàn có khả năng chống xẹp do va chạm cơ học trong quá trình vận chuyển, chế biến. Nâng cao thời hạn sử dụng của bánh mì và bánh ngọt nhờ việc tạo phức monoglyceride với tinh bột (amyloza) và sự phân hủy enzyme của amylopectin bằng các amylase. Sự tương tác của monoglyceride với amyloza đã được nghiên cứu rộng rãi (Schuster, 1968). Trong quá trình nướng, các hạt tinh bột sẽ trương nở và hút nước dẫn đến amyloza chuyển từ trạng thái vô định hình sang trạng thái hòa tan, còn amylopectin từ trạng thái kết tinh chuyển sang trạng thái hồ hóa.
Bánh ngọt: Monoglyceride được sử dụng để thông khí cho bột nhào, giảm độ cứng của vụn bánh theo thời gian (Moonen, 2014).
Bơ thực vật: Monoglyceride ổn định hệ nhũ tương trong bơ. Các loại bơ thực vật thông thường là nhũ tương nước trong dầu, với hàm lượng chất béo khoảng 60 – 80%. Monoglyceride bão hòa nhũ tương hóa các giọt nước trong pha chất béo, tạo độ sệt mịn, cấu trúc tinh thể ổn định và tạo cảm giác tan chảy trong miệng dễ chịu cho người tiêu dùng (Moonen, 2014).
Bơ dạng phết: Hàm lượng chất béo 35 – 45%. Mục đích của việc bổ sung monoglyceride vào bơ dạng phết cũng tương tự như bơ thực vật. Khác với bơ thực vật, các loại bơ dạng phết sử dụng monoglyceride chưa bão hòa nhờ vào khả năng giảm sức căng bề mặt cao hơn monoglyceride bão hòa (Moonen, 2014).
Kem: Monoglyceride chủ yếu gây ra sự mất ổn định một phần của nhũ tương chất béo. Monoglyceride cạnh tranh với protein (trong hầu hết các trường hợp với protein sữa) ở bề mặt liên kết chất béo/ nước và ở bề mặt phân các không khí/ nước. Protein sữa bị biến tính, các mixen casein và monoglyceride ổn định bề mặt chất béo/nước trong hỗn hợp kem. Monoglyceride làm giảm sức căng bề mặt dầu/ nước giúp cho quá trình đồng hóa có hiệu quả (Moonen, 2014).
- Liều lượng sử dụng
Monoglyceride được đánh giá là GRAS (thường được công nhận là an toàn) ở Hoa Kỳ và Châu Âu, được chứng nhận an toàn bởi Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) và cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA), cũng như Uỷ ban chuyên gia Liên hợp của FAO/WHO về Phụ gia thực phẩm. Chúng thường được phép sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm. Monoglyceride không có quy định về lượng tiêu thụ hằng ngày chấp nhận được (ADI) (Lauridsen, 1976).
2. Tầm quan trọng của monoglyceride trong cà phê sữa
- Quy trình công nghệ sản xuất cà phê sữa đóng lon
Cà phê sữa là một trong những loại thức uống từ cà phê được ưa chuộng hiện nay trên toàn thế giới. Sự phát triển của công nghệ cùng với đó là nhu cầu tiêu dùng của thị trường, cà phê sữa ngày càng phát triển, đổi mới và cho ra mắt hàng loạt sản phẩm cà phê sữa đóng lon phục vụ thị trường. Dưới đây là quy trình công nghệ của cà phê sữa đóng lon.
Hình. Quy trình công nghệ chế biến cà phê sữa đóng lon
- Vai trò của monoglyceride trong cà phê sữa
Cà phê sữa là một hệ nhũ tương được tạo thành từ nước, cà phê, sữa, đường và các chất phụ gia thực phẩm khác. Chất béo trong cà phê sữa chiếm từ 2 – 10%. Nếu cà phê sữa được bảo quản trong điều kiện không ổn định, lâu dài sẽ có xu hướng tạo kem và lắng đọng. Để làm chậm quá trình tạo kem và lắng đọng, người ta thường bổ sung chất nhũ hóa trọng lượng phân tử thấp trong đồ uống cà phê sữa (S. R. Euston, 2008). Một số chất nhũ hóa phổ biến có thể cải thiên độ ổn định của cà phê sữa là mono – và diglyceride (MDG), este polyglycerol, lactylate, polysorbates và este sucrose. Chất nhũ hóa rất cần thiết mang lại sự ổn định và tạo ra các đặc tính hóa lý mong muốn của hệ nhũ tương. Chất nhũ hóa hấp thụ vào bề mặt phân cách dầu/ nước được tạo ra trong quá trình đồng hóa và làm giảm sức căng bề mặt, cho phép hình thành các hạt dầu ổn định. Monoglyceride có thể làm thay đổi tính chất hóa lý và độ ổn định của nhũ tương khi được thêm vào nhũ tương ổn định protein (McClements, 2004). Dưới đây là một số vai trò quan trọng của monoglyceride trong cà phê sữa:
Hạn chế sự keo tụ: Sự keo tụ xảy ra phổ biến với nhũ tương dầu/ nước ổn định protein. Trong cà phê sữa, các giọt dầu ổn định protein khi tiếp xúc với nhiệt độ cao và pH axit, cà phê sẽ trải qua những thay đổi về hình dạng ở bề mặt phân cách, do đó khiến các giọt dầu trở nên kết tụ với nhau (Krog, 2011). Quá trình keo tụ có thể diễn ra trong hoặc sau khi phối trộn. Nó có thể thuận nghịch hoặc không tùy thuộc vào độ bền liên kết giữa các phân tử giữa các giọt. Việc bổ sung monoglyceride vào cà phê sữa với vai trò như một chất nhũ hóa hạn chế sự keo tụ có thể diễn ra. Monoglyceride có thể làm giảm một cách hiệu quả kích thước hạt cầu béo và phân tán đều các hạt cầu béo trong hệ nhũ tương (Dickinson, 1994).
Hạn chế quá trình tạo kem: Tạo kem là sự chuyển động đi lên của các giọt phân tán trong một pha liên tục do sự chênh lệch mật độ giữa hai pha. Quá trình tạo kem thường xảy ra trong nhũ tương dầu/ nước do sự chuyển động đi lên của các giọt dầu có mật độ tương đối thấp hơn trong pha nước (Dickinson, 1997). Đối với các sản phẩm và phê sữa đóng lon, việc tạo kem không phải là vấn đề quá lớn. Tuy nhiên, việc tạo kem trong bao bì trong suốt có thể khiến người tiêu dùng có ấn tượng về việc sản phẩm kém chất lượng. Qúa trình này là một quá trình đảo ngược vì giọt dầu không kết hợp với giọt khác và cấu trúc mixen được tạo ra bởi chất nhũ hóa vẫn còn nguyên vẹn. Qua trình tạo kem khác với quá trình keo tụ vì không có lực hút và lực đẩy giữa các giọt dầu. Vì vậy, việc giảm số lượng hạt cầu béo có kích thước lớn sẽ hạn chế sự xuất hiện của lớp màng kem. Monoglyceride có khả năng làm giảm kích thước hạt cầu béo trong hệ nhũ tương góp phần làm giảm hiện tượng tạo kem và do đó hệ nhũ tương ổn định hơn. Kết quả tương tự cũng được nghiên cứu bởi Loi và cộng sự, 2019. Monoglyceride không bão hòa với hàm lượng monoglyceride 90% có hiệu quả hơn trong việc cải thiện độ ổn định của cà phê sữa so với hàm lượng monoglyceride 50%. Sự phân bố đều các hạt cầu béo có kích thước nhỏ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình tạo kem của nhũ tương dầu trong nước (Loi, 2019).
Hạn chế hiện tượng tách lớp: Nhũ tương ổn định protein có xu hướng khá ổn định và khó có thể tách hoàn toàn pha dầu và nước (Dickinson, 1997). Tuy nhiên, nếu sản phẩm được bảo quản trong điều kiện không phù hợp thì hiện tượng tách lớp vẫn có thể xảy ra. Monoglyceride làm giảm sức căng bề mặt dầu/ nước giúp cho quá trình đồng hóa có hiệu quả (Moonen, 2014). Mặt khác, monoglyceride nhũ hóa các hạt cầu béo có trong hệ nhũ tương làm cho các hạt cầu béo có kích thước nhỏ, hạn chế sự kết tụ protein trong sữa tránh hiện tượng tách lớp có thể xảy ra.
Cải thiện độ hòa tan: Trong các loại sản phẩm cà phê sữa hòa tan, việc bổ sung monoglyceride còn góp phần cải thiện độ hòa tan của sản phẩm.
3. Xu hướng sử dụng monoglyceride trong cà phê sữa hiện nay
- Sự kết hợp của cà phê và củ Tigernut (Cyperus esculentus)
Hình. Sự kết hợp giữa cà phê và củ tigernut
Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin về giá trị dinh dưỡng. ảnh hưởng của quá trình chế biến đến thành phần dinh dưỡng, tính chất hóa lý, chức năng, cách sử dụng, bảo quản hạt củ hổ và các sản phẩm từ hạt hổ đặc biệt là cà phê sữa. Kết quả cho thấy hạt hổ rất nhàu chất dinh dưỡng cung cấp năng lượng (carbohydrate và chất béo), phốt pho, kali, magie, và các chất khoáng, vitamin, chất xơ. Chúng có hàm lượng protein và canxi khá cao và ít natri. Đồ uống tigernut rất giàu vitamin B1, B2, C và E. Các sản phẩm được phát triển từ hạt hổ đều được chấp nhận cao. Cà phê tigernut là sự thay thế tuyệt vời cho đồ uống cà phê thương mại. Tigernut và các sản phẩm của nó có thể mang lại nhiều lợi ích sức khỏe cho người dân, giảm bớt các vấn đề về suy dinh dưỡng và các bệnh không truyền nhiễm.
- Phát triển cà phê sữa hạnh nhân uống liền như một giải pháp thay thế cho thực phẩm thuần chay
Hình. Sự kết hợp giữa cà phê và hạnh nhân
Cà phê là thức uống phổ biến trong giới trẻ. Khi tiêu thụ, người tiêu dùng thường cho thêm sữa bò để giảm vị đắng và chua quá nồng có trong cà phê. Việc sử dụng nhiều sữa từ nguồn động vật gây ra sự gia tăng trong lĩnh vực chăn nuôi cùng với việc sử dụng đất, nước và hiện tượng nóng lên toàn cầu. Một số nghiên cứu phát triển thức uống cà phê sữa với sữa đậu nành, hạnh phân uống liền. Dựa trên kết quả nghiên cứu, người ta kết luận được rằng cà phê sữa sử dụng hạnh nhân là một trong những thuộc tính quan trọng nhất để người tiêu dùng sản xuất cà phê trong đó với 2 tỷ lệ bột hành nhận: protein đậu nàng là 70:30 là công thức tối ưu và đáp ứng được sự chấp nhận của người tiêu dùng (Surya, 2023).
4. Kết luận
Monoglyceride là một trong các loại chất nhũ hóa quan trọng trong thực phẩm. Chúng có vai trò nhũ hóa chất béo, hoạt động như một chất bề mặt làm giảm sức căng bề mặt được ứng dụng trong các loại thực phẩm như: bánh mì, kem, các loại sản phẩm từ sữa, bơ thực vật,…Đặc biệt nghiên cứu tìm hiểu trong cà phê sữa, monoglyceride góp phần làm giảm kích thước hạt cầu béo, phân bố đều các hạt cầu béo trong hệ nhũ tương, hạn chế được sự kết tụ, lắng đọng, tránh hiện tượng tách lớp có thể xảy ra. Ngày nay, monoglyceride ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cà phê sữa và không chỉ dừng lại ở các loại cà phê sữa đóng lon, monoglyceride còn được ứng dụng đối với cà phê sữa hòa tan mang lại các đặc tính mong muốn, cải thiện cấu trúc và cảm quan của sản phẩm. Từ đó, chúng ta không thể dễ dàng phủ nhận đi tầm quan trọng của chúng trong thực phẩm và trong tương lai, chúng sẽ ngày càng được nghiên cứu phát triển.
5. Tài liệu tham khảo
EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS), Younes. 2017. Re‐evaluation of mono‐and di‐glycerides of fatty acids (E 471) as food additives. EFSA Journal, 15(11), e05045.
Flack, E. A. (1976). Monoglycerides and their derivatives: Production and utilization.
Griffin, W.G. (1949). Journal of Cosmetic Science 1(5), 311–326.
Krog, N. J., & Sparso, F. V. (2004). Food emulsifiers: their chemical and physical properties. Food emulsions, 12.
Lauridsen, J. B. (1976). Food emulsifiers: Surface activity, edibility, manufacture, composition, and application. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 53(6Part2), 400-407.
Loi, C. C., Eyres, G. T., & Birch, E. J. (2019). Effect of mono-and diglycerides on physical properties and stability of a protein-stabilised oil-in-water emulsion. Journal of Food Engineering, 240, 56-64.
Melchior.2023. Mono‐and Diglycerides. Fat Mimetics for Food Applications, 88-111.
Moonen, H., & Bas, H. (2014). Mono‐and diglycerides. Emulsifiers in food technology, 73-92.
Ndubuisi, L. C. (2009). Evaluation of food potentials of tigernut tubers (Cyperus esculentus) and its products (milk, coffee and wine). University of Nigeria Virtual Library, 110.
Schuster, G. & Adams, W.F. (1968). Adv. Cereal Sci. Technol. 6, 190–199.
Surya, R. (2023, September). Development of ready-to-drink almond milk coffee as a novel alternative of vegan food. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1241, No. 1, p. 012083). IOP Publishing.
Whitehurst.2004. Emulsifiers in food technology (pp. 162-185). Ames, IA: Blackwell Pub..
Tác giả: Hồng Xuyến
Nếu bạn đang có nhu cầu tìm kiếm Monoglyceride chất lượng và an toàn cho sức khỏe? Hãy đến ngay Vitachem. Vitachem – nơi uy tín và chất lượng gặp nhau. Hãy đảm bảo sự tự tin và sức khỏe của bạn với Monoglyceride chất lượng tại địa chỉ của chúng tôi. Chúng tôi cam kết đưa đến tay bạn Monoglyceride đạt chất lượng cao nhất. Mỗi lô sản phẩm đều được kiểm tra chặt chẽ COA để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả với quý khách hàng. Trân trọng.
